晚期结直肠癌应关注PIK3CA多重打击突变及其伴随突变，潜在获益于PI3K抑制剂及联合治疗

大约20%的结直肠癌（CRC）患者存在PIK3CA致癌基因激活突变。与单点突变相比，PIK3CA等位基因出现两个或更多的激活突变（多重打击）会增强PI3K⍺信号传导，从而使患者对PI3K⍺抑制剂产生特殊的反应。研究者旨在确定转移性CRC中PIK3CA多重打击突变的发生率，以识别可能从PI3K抑制剂治疗中获益的患者。对Foundation Medicine数据库（Boston, MA, USA）进行了分析，研究对象是2013 - 2021年在常规临床护理期间进行了肿瘤DNA基因组分析的结直肠癌患者。提取了PIK3CA突变患者的分子及临床变量信息。

研究者确定了49051名接受了Foundation Medicine检测的结直肠癌患者。在41154名患者中，有710名（1.7%）患者存在PIK3CA多重打击突变，其中53%为男性（n = 448），中位年龄为60岁。697名存在PIK3CA多重打击突变的患者有微卫星状态数据，其中17.6%（123/697）为微卫星高度不稳定。在710名患者中，分别有459名（64.7%）和65名（9.1%）患者存在临床上相关的KRAS突变和BRAF V600E突变。PIK3CA最常见的4种变异形式为H1047R（9.8%）、E545K（9.2%）、E542K（9.0%）以及R88Q（7.1%）。最常见的变异组合是E542K - E545K（4.7%）。

在1.7%的晚期CRC中可观察到PIK3CA多重打击突变，鉴于全球结直肠癌的高负担，这一发生率具有重要意义，并且可能代表了对PI3K抑制剂作用敏感性增强的一部分患者群体。未来有必要针对PIK3CA多重打击突变的CRC患者开展PI3K抑制剂临床应用价值方面的研究。 

研究背景

结直肠癌（CRC）是美国最常见的恶性肿瘤之一，在2016年至2020年间，其占所有新发癌症病例的8%，年发病率为每10万人中36.6例。男性和女性的平均终生患病风险为4.1%，不过该风险会因年龄、种族/民族以及家族病史而有所不同。结直肠癌仍然是癌症相关死亡的第二大常见病因。虽然细胞毒性化疗和生物制剂仍是结直肠癌首选治疗的基础，但在对癌症发病机制中涉及的致癌通路进行特征描述以及预测性生物标志物方面取得的进展，推动了靶向治疗的发展和应用。例如，在10%的mCRC患者中可发现BRAF V600E突变，BRAF酪氨酸激酶抑制剂康奈非尼（encorafenib）与西妥昔单抗（cetuximab）的联合用药已获批用于这类患者。恩曲替尼（Entrectinib）和拉罗替尼（larotrectinib）是TRK抑制剂，已获批用于存在NTRK突变的转移性结直肠癌患者。抗HER2 TKI图卡替尼（tucatinib）加上靶向HER2的曲妥珠单抗（trastuzumab）用于HER2阳性、RAS - WT的转移性结直肠癌，抗HER2抗体-药物偶联物德曲妥珠单抗近期获批用于所有无法切除或转移性的、HER2 3 +且无其他可接受替代治疗方案的实体瘤。此外，索托雷塞（sotorasib）与帕尼单抗（panitumumab）的联合用药近期获批用于KRAS G12C突变的肿瘤。目前还有许多研究正在评估其他潜在的分子和通路靶点。

PI3K通路对于细胞存活、增殖以及生长调节起着核心作用，并且在实体瘤恶性肿瘤中常常出现调节异常。在大约20%的CRC患者中可检测到PIK3CA致癌基因的激活突变。PIK3CA编码磷脂酰肌醇3 - 激酶（PI3K）复合物的催化亚基p110⍺，该亚基最终会激活丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B（AKT）以及哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路。在许多实体瘤恶性肿瘤中都发现了PIK3CA在不同位点的激活突变，进而导致PI3K/AKT/mTOR通路出现异常激活，其中最常见的3个热点突变是H1047R（外显子20）以及E542K/E545K（外显子9）。PI3K通路作为可干预的治疗靶点，其大部分新出现的证据都来自于激素受体阳性（HR +）、HER2 -的乳腺癌。早期临床试验表明，单独PI3K抑制剂的活性较低，但合理的联合用药，如阿培利司（alpelisib）与氟维司群（fulvestrant）联用，能产生具有临床意义的益处。此外，当选择PIK3CA等位基因存在2个激活突变（“多重打击”）的患者时，多项针对乳腺癌的PI3K抑制剂试验都显示出患者生存期有所改善。临床前和临床的全部数据表明，存在PIK3CA多重打击突变的肿瘤对PI3K抑制剂更为敏感，识别出除乳腺癌之外存在PIK3CA多重打击突变的肿瘤，或许能够扩大可能从这种治疗方法中获益的患者群体范围。

鉴于临床前及临床数据均支持PIK3CA多重打击突变可作为一个可干预的靶点，且PIK3CA突变在CRC中具有较高的发生率，研究者旨在确定结直肠癌中PIK3CA多重打击突变的发生率、共突变情况以及患者特征。研究者利用Foundation Medicine数据库开展了一项回顾性队列研究，以明确存在PIK3CA多重打击突变的结直肠癌患者的分子及临床特征。

研究结果

研究者确定了49051名晚期CRC患者，这些患者在2013年1月至2021年12月期间通过Foundation Medicine进行了基于组织的全面基因组分析。总共发现了846例存在PIK3CA多重打击突变的病例，还有39998例不存在任何PIK3CA突变的病例。有41154名患者的额外临床和分子数据可供使用，其中710名（1.72%）患者存在PIK3CA多重打击突变（图1），7627名（19%）患者存在任何有害的PIK3CA突变（图2）。

图1

图2

在存在PIK3CA多重打击突变的病例中，70%（590/846）的病例使用的是原发结肠肿瘤进行测序，30%（256/846）的病例使用的是转移部位进行测序。PIK3CA多重打击突变组和PIK3CA野生型组的临床特征在表1中有描述。存在PIK3CA多重打击突变的患者中，53%（448/846）为男性，中位年龄为60岁（四分位间距为50 - 70岁）。697名存在PIK3CA多重打击突变的结直肠癌患者有微卫星状态数据，其中17.65%（123/697）为微卫星高度不稳定（MSI - high），相比之下，PIK3CA野生型结直肠癌患者中这一比例为3.46%（1119/32335）（P <.001）。194名存在PIK3CA多重打击突变的结直肠癌患者有PD-L1状态数据（DAKO 22C3），其中16.5%（32/194）的患者PD-L1呈阳性，而PIK3CA野生型结直肠癌患者中这一比例为11.43%（944/8265）（P =.040）。这些数据在表2中有描述。

表1

表2

多重打击肿瘤的肿瘤突变负荷（TMB）更高，在存在PIK3CA多重打击突变的肿瘤中，有26.5%（188/710）的肿瘤其TMB＞20%，而在无任何PIK3CA突变的患者中，这一比例仅为3.61%（1190/32964）（P <.001）（见表3）。与无PIK3CA突变的肿瘤相比，存在PIK3CA多重打击突变的结直肠癌肿瘤在DNA损伤修复反应相关基因突变方面的发生率更高，特别是在BRCA2（8.90% vs 2.00%，P <.001）和ATM（12.40% vs 4.60%，P <.001）基因上。多重打击组在MAPK通路中的突变也更为富集，同时伴有KRAS（64.70% vs 46.90%，P <.001）和BRAF V600E（9.10% vs 6.67%，P =.012）突变的发生率较高。在PIK3CA多重打击组中，同时出现染色体重塑相关突变和错配修复蛋白相关突变的发生率也更高。与PIK3CA野生型组相比，PIK3CA多重打击突变组中TP53突变则不太常见（41.60% vs 80.60%，P <.001）。在本研究的样本中检测到的最常见的4种PIK3CA变异形式分别为H1047R（9.8%）、E545K（9.2%）、E542K（9.0%）和R88Q（7.1%）（见表4、图3）。在多重打击病例中，最常见的变异组合是E542K与E545K，占比4.7%。

表3

表4

图3

PIK3CA多重打击突变患者以及PIK3CA野生型患者伴随出现的基因组突变情况在表2和表3中有相关描述。

讨 论

PIK3CA基因突变在包括CRC在内的多种实体瘤中已有详尽描述。与已有文献相符的是，研究者发现晚期结直肠癌患者中有19%存在PIK3CA单基因变异。截至目前，PI3K抑制剂尚未获批用于结直肠癌的治疗，然而，乳腺癌临床前数据以及临床数据表明，与PIK3CA单突变患者相比，存在PIK3CA多重打击突变的患者其PI3K活性增强，且能获得显著的临床益处。因此，识别出可能从PI3K抑制剂治疗中获益的结直肠癌患者，能够满足一项尚未被满足的医疗需求。

这篇论文呈现了有关晚期结直肠癌中PIK3CA突变发生率的最大规模数据，证明了PIK3CA多重打击突变在1.7%的晚期结直肠癌中存在。这与之前报道的不同肿瘤类型中PIK3CA多重打击突变发生率的研究结果相似。在像结直肠癌这样高发病率的疾病中，1.7%的发生率意味着这是一个具有临床意义的患者亚群，他们可能因PI3K⍺信号传导增强而对PI3K抑制剂具有更高的敏感性，进而改善治疗反应。

文献中所描述的在不同肿瘤类型中最常见的3种PIK3CA变异形式，分别是位于螺旋结构域的E545K和E542K，以及位于激酶结构域的H1047R，这与本研究的结果是一致的。

在本研究的样本中，存在PIK3CA多重打击突变的CRC患者，其伴随突变的基因组特征与PIK3CA单突变的结直肠癌以及PIK3CA野生型结直肠癌有所不同；其在DNA损伤修复反应相关突变、MAPK通路突变以及染色体重塑相关突变方面更为富集。这为通过靶向PI3K通路的不同组分以及其他相关通路进行联合治疗提供了机会。目前有多项正在进行的临床试验在评估PI3K⍺抑制剂与其他靶向疗法的联合使用情况，其中包括一项3期研究，该研究评估新型PIK3CA抑制剂伊那利塞（Inavolisib）联合哌柏西利（Palbociclib）和氟维司群用于PIK3CA突变、HR +、Her2 -的乳腺癌（临床试验编号：NCT04191499）。还有一项大型的全球性研究正在开展，该研究基于所有无法切除、局部晚期以及转移性实体瘤的基因组变异来评估靶向疗法，包括对所有PIK3CA多重打击突变肿瘤（包括结直肠癌）使用伊那利塞进行评估（TAPISTRY，临床试验编号：NCT04589845）。此外，也有几项关于PIK3CA抑制剂用于治疗结直肠癌的早期临床试验正在进行，例如将MEN1611与西妥昔单抗联合用于PIK3CA突变的转移性结直肠癌（临床试验编号：NCT04495621）。这些研究队列的结果将进一步验证哪些患者亚群能从PI3K靶向疗法中获益最多。值得注意的是，在存在PIK3CA多重打击突变的患者中，有相当一部分同时存在RAS/RAF突变：64.7%的患者存在任意KRAS突变（其中3%为KRAS G12C突变），13.4%的患者存在任意BRAF突变（其中9.1%为BRAF V600E突变），4.4%的患者存在NRAS突变。同时存在的RAS/RAF突变可能会影响单用PI3K抑制剂对PIK3CA通路的抑制效果，对于同时存在PIK3CA和MAP激酶激活的患者，或许需要采用联合治疗策略。

此外，研究者发现存在PIK3CA多重打击突变的肿瘤具有更高的TMB，并且更有可能是MSI - high的情况。而且，临床前数据显示，PI3K抑制剂和免疫疗法联合使用具有更好的抗肿瘤效果。然而，目前尚不清楚TMB高和/或MSI - high的PIK3CA多重打击突变肿瘤是由PIK3CA突变驱动的，还是主要由TMB高导致的伴随突变。因此，PI3K抑制剂在这个亚组中的效果可能会较差，特别是对于TMB＞20%的MSI - high患者，这些患者也有很好的免疫检查点抑制剂替代治疗选择。目前有一些正在进行的试验，用于评估PI3K抑制剂与免疫疗法同时使用的情况，以便更好地理解这种合理的联合治疗；其中包括一项I/II期研究，该研究将泛PI3K抑制剂库潘尼西（copanlisib）与纳武利尤单抗（nivolumab）和伊匹木单抗（ipilimumab）联合用于PI3K突变的晚期实体瘤患者（NCT04317105）。另一项库潘尼西与纳武利尤单抗联合使用的多中心I/II期研究正在专门针对复发/难治性错配修复功能正常的晚期结直肠癌患者进行，早期结果显示出持久的治疗反应，并且在PIK3CA突变队列中达到了部分缓解或完全缓解的主要终点（NCT03711058）。

最后，先前已经描述过PI3K抑制剂的不良反应特征和毒性，最显著的是抑制胰岛素信号导致的高血糖，这是剂量和治疗受限的因素。如果能够控制或优化靶向毒性，完全抑制该通路或许能够提高治疗效果。通过生物标志物来优化患者选择，或许能够降低治疗剂量，改善毒性特征，从整体上提高PI3K抑制剂的疗效。

本研究存在一些局限性，包括分析和数据的回顾性。研究者无法获取完整的临床数据来全面了解疾病负荷、病变部位、合并疾病以及疾病风险因素。不完整的数据也被排除在外，这可能会在样本中引入一些选择偏倚。本研究的数据也无法确定样本中的PIK3CA多重打击突变是否发生在同一等位基因上。尽管存在这些局限性，本研究的样本量很大，涵盖了多种治疗情况，并且能够使用大型基因组分析panel来评估多种伴随突变。

总之，研究者证明了在mCRC患者中存在一个独特的亚组，这些患者除了具有一系列独特的伴随突变情况外，还存在PI3K多重打击突变，而这些伴随突变可能是合理联合疗法的潜在靶点。基于这些观察结果，未来的临床试验选择PIK3CA多重打击突变的肿瘤进行研究是合理的，这类肿瘤可能从PI3K抑制剂中获得更大益处，并且可能只需较低的治疗剂量就能达到效果。有理由推测，未来针对存在PIK3CA多重打击突变的mCRC患者开展潜在的联合药物试验是合理的，除了PI3K抑制剂外，还可联合在这一群体中发现较为富集的其他独特靶点进行治疗。这也可能是一组能够从在当前标准的化疗加生物治疗或免疫治疗基础上添加PI3K抑制剂中获益的人群，有待进一步的研究来进行评估。

参考文献：

Faiza Yasin, Ethan Sokol, Neil Vasan, Dean C Pavlick, Richard S P Huang, Maureen Pelletier, Mia Alyce Levy, Lajos Pusztai, Jill Lacy, Janie Yue Zhang, Jeffrey S Ross, Michael Cecchini, Molecular characteristics of advanced colorectal cancer and multi-hit PIK3CA mutations, The Oncologist, 2024;, oyae259, https://doi.org/10.1093/oncolo/oyae259